水泥混凝土路面屬于高級(jí)路面，是高速公路、一級(jí)公路路面的主要形式之一。它屬于剛性路面，板體剛度較大。水穩(wěn)性比較好，受溫度影響小，且具有承載能力大，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，抗磨耗能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，施工機(jī)械簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但由于其接縫較多，對(duì)超、重載較為敏感，易產(chǎn)生脫空、唧泥等病害，從而導(dǎo)致路面破損。水泥混凝土路面板底脫空是造成路面板斷裂和錯(cuò)臺(tái)的直接原因，尤其是在接縫處產(chǎn)生的脫空。如果不及時(shí)進(jìn)行識(shí)別和處置，勢(shì)必造成路面面板的斷裂和路面使用性能的衰變，這將會(huì)大大降低路面的使用性能。因此如何預(yù)防與治理脫空、唧泥等病害，搞好水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)公路的使用壽命，改善其通行能力，具有十分重要的意義。
一、 水泥混凝土路面板底脫空原因
水泥混凝土路面交付使用后，在交通荷載和環(huán)境的作用下，會(huì)逐漸在板塊和基層之間出現(xiàn)空隙，即產(chǎn)生局部脫空，或稱之為原始脫空區(qū)。混凝土路面的局部脫空現(xiàn)象較為常見(jiàn)且分布較廣。脫空的出現(xiàn)對(duì)水泥混凝土路面板的受力極為不利的，因?yàn)樗淖兞寺访娴牧W(xué)結(jié)構(gòu)，使彈性地基上的彈性薄板受力形式不復(fù)存在，
取而代之的是一種類懸臂梁或類簡(jiǎn)支梁受力模式（如圖1）。加上混凝土抗彎拉強(qiáng)度很低，脫空后路面一般會(huì)迅速斷裂、破碎。如果不及時(shí)采取相應(yīng)的措施，隨著水的浸入，在行車荷載的作用下，經(jīng)過(guò)反復(fù)抽吸循環(huán)，將使脫空面積加大，面板更容易產(chǎn)生破裂。
嚴(yán)重影響行車質(zhì)量和路面的使用壽命，也會(huì)增加后期的維修費(fèi)用和難度。板底脫空產(chǎn)生的原因如下：
（一）基層材料選擇不合理
基層材料級(jí)配不夠合理或細(xì)料太多，不耐沖刷，穩(wěn)定性、防凍性差，容易形成脫空。
（二）接縫、裂縫未及時(shí)填封
接縫料損壞或缺失，造成水的浸入。水的滲入使基層材料強(qiáng)度、剛度進(jìn)一步降低，此時(shí)在荷載的作用下，強(qiáng)度較低的路面就會(huì)出現(xiàn)比其他部位更大的變形，且很難恢復(fù)而形成脫空。浸入的水在荷載作用下在板下流動(dòng)，沖刷基層表面。在反復(fù)的擠壓和抽吸作用下，擠水與基層材料中的細(xì)料形成泥漿，沿接縫縫隙噴濺而出，使脫空面積進(jìn)一步增大，形成惡性循環(huán)。
（三）水泥混凝土路面自身的缺陷
水泥混凝土路面基層材料的剛度遠(yuǎn)小于水泥混凝土路面的剛度，在行車荷載的作用下，面層和基層對(duì)彎沉變形的恢復(fù)不一樣，導(dǎo)致面板在荷載離開后恢復(fù)原狀，而基層殘留部分變形無(wú)法恢復(fù)，因此出現(xiàn)基層與路面板的脫離，形成脫空。日趨增大的交通量和重載、超載車的不斷增多，更加劇了脫空病害的產(chǎn)生與發(fā)展。
（四）路面排水系統(tǒng)的缺陷
路面排水系統(tǒng)存在缺陷，使本應(yīng)及時(shí)排走的水大量長(zhǎng)時(shí)間滯留在路面上，勢(shì)必路面積水會(huì)下滲至基層，造成局部基層軟化，下沉形成脫空。
（五）路基密實(shí)度不足
路基密實(shí)度不足，尤其是高填方路段，由于路基填筑材料的不均勻性，造成工后沉降也不均勻，從而形成板底脫空。填石路堤
未振動(dòng)夯實(shí)或路基設(shè)計(jì)填土高度較低，當(dāng)兩側(cè)為農(nóng)田或漁塘?xí)r，會(huì)導(dǎo)致地下水位升高，地下毛細(xì)水浸蝕基層使局部強(qiáng)度降低也會(huì)出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。
（六）自然環(huán)境因素的影響
溫度和濕度的變化也對(duì)面板產(chǎn)生影響，很容易引起板的翹曲變形；為避免過(guò)大的溫度應(yīng)力使面板斷裂或拱起而設(shè)置的縱縫、橫縫，隨著面板的收縮、膨脹、裂縫也隨著張開、閉合，這些都為水的浸入創(chuàng)造了條件。
二 、灌漿技術(shù)施工
（一）脫空板的確定
近年來(lái)，道路路面脫空檢測(cè)設(shè)備及其相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，現(xiàn)在國(guó)際上比較常用的方法有：落錘式彎沉儀（FWD）判斷法；聲振檢測(cè)法。我國(guó)還常用貝克曼梁檢測(cè)法，除此之外還有：人工敲擊法；外觀判別法等。
落錘式彎沉儀（FWD）判斷法在國(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用，可方便地測(cè)定彎沉曲線，具有測(cè)試速度快、精度高、準(zhǔn)確率高的優(yōu)點(diǎn)，是進(jìn)行混凝土路面彎沉量測(cè)的較為理想的設(shè)備，但該設(shè)備昂貴笨重，操作復(fù)雜，需專業(yè)人員協(xié)助，檢測(cè)結(jié)果需要從原檢測(cè)數(shù)據(jù)中提取后，再進(jìn)行二次判斷才能得出，識(shí)別率較聲振法較低。
聲振法是一種快速簡(jiǎn)便的無(wú)損檢測(cè)方法（如圖2）。它具有識(shí)別率高 ，造價(jià)低，速度快，可操作性強(qiáng)，對(duì)交通影響小等特點(diǎn)。其速度至少是FWD的三倍，數(shù)據(jù)處理快捷水
泥路面脫空檢測(cè)儀現(xiàn)場(chǎng)可以輸出檢測(cè)結(jié)果，并與路線樁號(hào)對(duì)應(yīng)。但準(zhǔn)確率不如FWD判斷法。
貝克曼梁（Benleman Beam，簡(jiǎn)稱BB），即在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載
作用下，路基或路面表面輪隙位置產(chǎn)生的垂直變形值（回彈彎沉），利用載重汽車加載，人工讀取百分表的讀數(shù)，以此來(lái)測(cè)量路基或路面表面的回彈彎沉值。該方法以人工操作為主，工作強(qiáng)度大、速度慢。
外觀判別法和人工敲擊法是人工對(duì)路面板進(jìn)行肉眼觀察和敲擊，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得出脫空范圍和程度，但無(wú)法對(duì)板底進(jìn)行觀察別，這兩種方法的缺點(diǎn)是主觀性強(qiáng)，很不準(zhǔn)確，即使是有經(jīng)驗(yàn)的工程師也不能避免錯(cuò)判、漏判。
（二）板下灌漿的必要性
在修復(fù)水泥混凝土路面時(shí)，采用板下灌漿的目的是為了恢復(fù)對(duì)路面結(jié)構(gòu)的支承。板下灌漿作為一種預(yù)防性維護(hù)措施，應(yīng)在板角剛一出現(xiàn)支承喪失的情況時(shí)就盡快地進(jìn)行。支承喪失的表現(xiàn)是彎 沉增大，橫向接縫形成錯(cuò)臺(tái)，交通車道或路肩的接縫和裂縫附近積存細(xì)屑。在路面板尚未發(fā)生嚴(yán)重裂縫時(shí)，板下灌漿是一種比較經(jīng)濟(jì)的修復(fù)方法。如果初始彎沉很小，最好不要灌漿，因?yàn)榘逑鹿酀{所造成的擾動(dòng)可能會(huì)使彎沉增大。板下灌漿不能矯正沉降，不能提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，也不能消除因板內(nèi)溫、溫度變化及板上交通荷載而造成的垂直錯(cuò)臺(tái)。但是由于空隙被填充，減小了彎沉，恢復(fù)了結(jié)構(gòu)的整體性，因此減小了未來(lái)發(fā)生唧泥以及錯(cuò)臺(tái)和板斷裂的可能性。只有在支承能力喪失程度有限的接縫、裂縫處才進(jìn)行板下灌漿。
（三）加固機(jī)理
在現(xiàn)有混凝土路面設(shè)計(jì)理論中，把混凝土板看作是小撓度彈性薄板，其假定條件是面板與地基間完全接觸（不脫空）。同時(shí)混凝土板是一種脆性材料,抗壓強(qiáng)度高、抗彎拉性能差。在正常情況下，面板均勻支承時(shí)，無(wú)論荷載作用位置，應(yīng)力都較小。而一旦脫空，板角處由于基礎(chǔ)支撐的喪失處于懸臂狀態(tài)，板內(nèi)將產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)
力、剪力，混凝土板很快達(dá)到極限壽命。水泥混凝土板灌漿是通過(guò)注漿管，施加一定壓力將漿液均勻注入板底空隙、板下基層中，以充填、滲透、擠密等方式，趕走板底、基層裂隙中的積水、空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)人工控制一段時(shí)間后，漿液將原來(lái)的松散顆?；蛄严赌z結(jié)為整體，形成一個(gè)良好的“結(jié)石體”。灌漿改善了板底原有受力狀態(tài)，恢復(fù)板體與地基的連續(xù)性。達(dá)到加固基礎(chǔ)，治理病害的目的。
（四）漿液材料基本要求
常用的水泥漿材料包括:水泥、粉煤灰、水、外加劑等。將漿體制成7. 07 cm ×7. 07 cm ×7. 07 cm立方體試件,養(yǎng)護(hù)7 d 后,
使其抗壓強(qiáng)度達(dá)到5MPa 以上。制成的漿體應(yīng)具有良好的可泵性、和易性、保水性,漿體過(guò)稠不能均勻布滿板底空隙,漿體過(guò)稀,干縮性大。在施工中,有時(shí)為防止?jié){體的干縮,漿液中宜摻加一定量膨脹劑。流動(dòng)度是影響可灌性的主要因素,一般流動(dòng)度越高,可灌性就越好。由于在現(xiàn)行規(guī)范中未對(duì)此做明確規(guī)定,參照預(yù)制梁板壓漿施工經(jīng)驗(yàn),采用水泥漿稠度試驗(yàn)漏斗（體積1725ml ±5ml） ,以漿體自由全部流完的時(shí)間作為流動(dòng)度來(lái)控制（詳見(jiàn)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ 041 - 2000 附錄G - 11） 。其中,在室溫條件下,純水的流出時(shí)間為8 s （室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果） ,漿體流動(dòng)度不應(yīng)小于16 s ,摻減水劑的漿體可減小到12 s ,流動(dòng)度最大應(yīng)不大于26 s。 在施工中,漿體流動(dòng)度不宜過(guò)小,控制在20～26 s之間較好,否則
會(huì)產(chǎn)生泌水現(xiàn)象。在標(biāo)準(zhǔn)條件下,不同水灰比、不同材料配比之間的流動(dòng)度結(jié)果及試件強(qiáng)度不同,在相同水灰比情況下,流動(dòng)性隨著水泥與粉煤灰的比例產(chǎn)生變化,同時(shí),粉煤灰比例也影響水泥漿的后期強(qiáng)度,水灰比越大,則漿體的強(qiáng)度會(huì)逐漸降低,因此不宜采用過(guò)大的水灰比。
（五）灌漿施工
灌漿技術(shù)分為水泥灌注法和瀝青灌注法,灌漿孔位布設(shè)應(yīng)根據(jù)路面板的大小、下沉量大小、裂縫狀況以及灌漿機(jī)械、灌漿壓力來(lái)確定,一般為3～5 孔,灌漿孔大小應(yīng)和灌注嘴大小一致,一般為5cm 左右（如圖3）。灌注機(jī)械可用壓力灌漿機(jī)或壓漿泵。灌漿順序應(yīng)從沉
陷量大的地方開始,由遠(yuǎn)到近,由大到小。灌漿壓力的控制應(yīng)視混凝土板的損壞及脫空情況具體確定。當(dāng)漿液從接縫處或另一注漿孔冒出,就可認(rèn)為完成該孔注漿,即停止注漿,迅速移至另一注孔繼續(xù)作業(yè)。待漿體抗壓強(qiáng)度達(dá)到3 MPa時(shí),用水泥砂漿堵孔,即可開放交通。
（六）注漿注意事項(xiàng)
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)總結(jié)如下幾點(diǎn)注意事項(xiàng):
1、當(dāng)混凝土板縱橫縫有漿液冒出,繼續(xù)注漿10～20 s 即應(yīng)停止。若板底有積水,積水會(huì)在壓力下從縫隙冒出,并出現(xiàn)冒氣泡現(xiàn)象,繼續(xù)注漿直至停止冒泡且漿液冒出10～20s 即停止。
2、 對(duì)于裂縫及板邊緣冒漿壓強(qiáng)無(wú)法上升,則先讓漿液凝固后,再重新鉆孔注漿。
3、漿液從相鄰板縫隙或硬路肩縫隙冒出時(shí) ,立即停止注漿。
4、注漿時(shí)發(fā)現(xiàn)漿液從壓孔、泄氣孔、已壓孔溢出時(shí)應(yīng)用木塞壓緊10 min,拔出木塞具,此孔無(wú)須再進(jìn)行注漿。
5、注漿時(shí)應(yīng)注意高壓管前不能站人,防止噴漿傷人。經(jīng)常檢查機(jī)械,作好防水、防漏電工作,避免安全事故發(fā)生。
6、注漿施工后,必須用清水將各部件、管道沖洗干凈。
（七）壓漿效果檢驗(yàn)與分析
混凝土板底壓漿的目的在于填充板底空隙，給板塊提供一均勻的支承，減少板的翹動(dòng)和震動(dòng)。我們通過(guò)以下幾種方法檢驗(yàn)壓漿效果：
1、直觀觀察壓漿前后重型車輛通過(guò)脫空板時(shí)的運(yùn)動(dòng)位移情況（限于壓漿前有明顯垂直位移的板塊），壓漿前后對(duì)比相當(dāng)明顯，板的翹動(dòng)、震動(dòng)幅度明顯降低，垂直位移大幅度減小。
2、鉆孔取芯檢查灰漿充填情況。
3、采用貝克曼梁測(cè)彎沉法對(duì)壓漿板逐塊檢測(cè)板四角彎沉值。
（八）壓漿工藝存在的問(wèn)題
采用注漿技術(shù)處治板底脫空是一種新型的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工藝，其還存在如下一些問(wèn)題：
1、如何準(zhǔn)確地確定空隙的位置和大小，如何鑒定壓漿是否充實(shí)。
2、壓漿處理脫空、斷板、錯(cuò)臺(tái)、沉陷、唧泥等病害具有一定的效果，但通車實(shí)踐表明，壓漿處理過(guò)的板塊會(huì)產(chǎn)生新的以封孔為核心的放射狀裂縫，在抬升錯(cuò)臺(tái)、沉陷板塊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生板角翹曲的現(xiàn)象。
3、由于壓漿漿液分布不密實(shí)，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中點(diǎn)，形成桌腿式支撐和新的空隙。
三 、結(jié) 語(yǔ)
灌漿技術(shù)作為一種新型的加固技術(shù)，可廣泛地使用到公路施工其他方面，如：高速公路橋頭跳車、軟土地基處理、機(jī)場(chǎng)路加固等。而且由于其處治質(zhì)量主要控制指標(biāo)—彎沉與舊板加鋪瀝青混凝土面層的設(shè)計(jì)指標(biāo)相吻合，具有一定科學(xué)性，所以也適用于舊板加罩瀝青面層的舊板加固中。大多數(shù)破損板本身的質(zhì)量良好，病害主要是由于下承層造成的。有關(guān)資料建議灌漿鉆孔深度一般為混凝土板底3～5 cm。傳統(tǒng)的“換板”只能改善板本身狀態(tài)，而板下灌漿通過(guò)灌漿壓力可把漿液滲透到相鄰混凝土板下，起到灌漿一塊板加固幾塊板的作用。
